【正文】 動化。 隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，相應的輪胎模具花紋形狀越來越復雜，質量要求越來越高。模具制造業(yè)為了使用廣大用戶的要求，充分利用數控加工及模具計算機輔助設計及輔助制造等新技術，從而使模具加工技術進入以數控加工和模具計算機輔助設計及輔助制造為主的新階段。 在輪胎模具 CAD/CAM 技術方面輪胎模 具的加工制造方式逐步向數控化發(fā)展。 1 第二章 UG 第一節(jié) UG 的功能 一 、 UG/Gateway UG/Gateway 為所有 UG NX 產品提供了一個一致的、基于 Motif 的進入捷徑，是用戶打開 NX進入的第一個應用模塊， Gateway是執(zhí)行其他交互應用模塊的先決條件，該模塊為 UG 的其他模塊運行提供了統(tǒng)一的的數據庫支持和一個圖形交互環(huán)境。他支持打開已保存的部件文件、建立新的部件文件、繪制工程制圖以及輸入輸出不同格式的文件等操作，也提供層控制、視圖定義和屏幕布局、表達式和特征查詢、對象信息和分析、顯示控制和隱藏（ Ctrl+B） /再現對象（ Shift+ Ctrl+B）等操作 。 二 、 CAD 模塊 實體建 模 實體建模是集成了基本約束的特征建模和顯性幾何建模兩種方法，提供符合建模的方案，使用戶能夠方便地建立二維和三維線框模型、掃描和旋轉實體、布爾運算及其表達式。實體建模是特征建模和自由形狀建模的必要基礎。 特征建模 UG 特征建模模塊提供了對建立和編輯標準設計特征 的支持，常用的特征建模方法包括圓柱、圓錐、球、圓臺、凸墊及孔、鍵槽、腔體、倒圓角、倒角等。為了基于尺寸和位置的尺寸驅動編輯、參數化定義特征，特征可以相對于任何其他特征或對象定位，也可以被引用復制，以建立特征的相關集。 自由形狀建模 UG 自 由形狀 建模擁有設計高級的自由形狀外形、支持復雜曲面和實體模型的創(chuàng)建。它是實體建模和曲面建模技術功能的合并，包括沿曲面的掃描，用一般二次曲線創(chuàng)建二次曲面體，在兩個或更多的實體間用橋接的方法建立光滑曲面，還可以采用逆向工程，通過曲線 /點網格定義曲面，通過點擬合建立模型。還可以通過修改曲線參數，或通過引入數學方程控制、編輯模型。 工程 制圖 2 UG 工程制圖模塊是以實體模型自動生成平面工程圖，也可以利用曲線功能繪制平面工 程圖。在模型改變時，工程圖將被自動更新，制圖模塊提供自動的視圖布局（包括基本視圖、剖視圖、向視圖和細節(jié) 視圖等），可以自動、手動尺寸標注，自動繪制剖面線、形位公差和表面粗糙度標注等。利用裝配模塊創(chuàng)建的裝配信息可以方便地建立裝配圖，包括快速地建立裝配圖剖視，爆炸圖樣等。 裝配建模 UG 裝配建模是用于產品的模擬裝配，支持 “由底向上 ”和 “由頂向下 ”的裝配方法。裝配建模的主模型可以在總裝配的上下文中設計和編輯，組件以邏輯對齊、貼合和偏移等方式被靈活地配對或定位，改進了性能和減少存儲的需求。參數化的裝配建模提供為描述組件間 配對關系和為規(guī)定共同創(chuàng)建的緊固件組和共享，使產品開發(fā)并行工作。 三 、 UG 的主要功能 UG 的功 能非常強大，涉及到平面工程制圖、三維造型、運動分析、模擬加工過程等。 CAD 功能實現了目前制造業(yè)行業(yè)中常規(guī)的工程設計和繪圖的自動化； CAE 功能能夠進行有限元分析、靜力學分析、動力學分析； CAM 功能則為數控機床提供 NC編程技術。同時它還提供了一整套 CAD/CAE/CAM 業(yè)界先進的二次開發(fā)工具集，為不同的用戶提供相應的開發(fā)工具。 UG 軟件解決方案的目標： 減少產品上市時間，實現產品創(chuàng)新； 減少成本； 獲取和再使用知識。 第二節(jié) UG 的技術特性 一、 集成產品的開發(fā) CAD 是一個完全集成的 CAD/CAE/CAM 軟件集，它致力于從概念設計到工程分析到制造的整個產品開發(fā)過程。 二、 相關性 通過應用主模型方法，使得從設計到制造的所有應用保持相關性和參數性。 3 在特征間、組件間以及各應用間具有相關性。具體地說，在一個部件中，某一個特征的參數變化將引起相關特征的變化；在裝配件中，其中一個部件的變化能夠反應到相關部件； CAD 模型中的變化能夠反應到 CAM 應用中（參數化是指模型是變量驅動的）。 主模型（三維幾何體）是按需求可變的，所以必須選擇正確的建模方法。 三、 基于知識的工程 用知識驅動的自動化， UG 解決了怎樣獲取、再 使用和運用累積在制造產品中的知識，包括過程知識和人的知識。 知識通常包括： “業(yè)界標準”知識，知識驅動自動化提供過程向導和助理，這些解決方案應用業(yè)界知識到專門的任務，建立集成的解決方案，它們有更強的功能，更易于使用和更高的生產率，如 UG/模具向導 (MoldWizard)、 UG/沖模工程向導（ Die Enigineering）、UG/齒輪工程向導（ Gear Engineering Wizard）。 “ 公司獨特 ” 的知識，知識驅動自動化提供 UG/Knowledge Fusion(知識融合 )，這個新的產品使得公司能 夠快速和方便的添加工程規(guī)則去驅動一個模型或建立過程向導和助理， UG/Knowledge Fusion 使基于知識工程的環(huán)境直接能進入 UG 的核心。 四、客戶性 UG 提供 CAD/CAE/CAM 業(yè)界最先進的編程工具集，去定制 UG 和裁編它以滿足一個企業(yè)的需求： UG/Open UIStyler： 它是為了構建 UG 風格對話框一個直觀可視化的編輯器。 UG/Open GRIP：它是為了自動化 CAD/CAE/CAM 任務的一種腳本語言。 UG/Open API： 它提供一種直接編程接口到 UG，允許用戶建立客戶化的應 用，他使用今天最流行的編程語言。 第三節(jié) UG 建模的優(yōu)益 一 、提高設計效率 UG 的參數化功能支持模型的實時修改，系統(tǒng)能自動刷新模型，以滿足設計要求。通過更改草圖設計和特征參數值 (參數值可導出到 Excel 電子 表格中進行編輯 )，可以 4 由一個規(guī)格的花紋實體模型變換到另外一個規(guī)格，方便地將花紋系列化，以有效減少重復勞動，提高設計效率。實體模型可直接用于模具加工，減少模具加工企業(yè)由二維圖紙繪制三維圖形的失誤，保證模具與設計一致，同時大大減輕了模具企業(yè)設計人員的勞動強度，縮短模具加工周期。 二、便于產品外觀設計評審 傳統(tǒng) 二維設計無法有效地進行產品外觀設計評審，只有待樣胎試制后才能看到產品的實際效果，無形中增大了模具投資風險，而 UG 軟件能在設計階段呈現直觀的輪胎三維圖。使用 UG 制做輪胎的三維模型可以在投資前判斷輪胎外觀設計的優(yōu)劣，減小投資風險，且通過生成的高質量圖片還能及時發(fā)現和糾正設計階段不易察覺的錯誤，同時這些圖片也可在產品設計階段用于市場宣傳，搶占市場先機。 三、為后續(xù) CAE 做準備 完成輪胎的實體模型后，可以用 CAE 系統(tǒng)在計算機上對產品模型的結構強度、剛度、動力響應、熱傳導及彈塑性等性能進行分析計算，找出產品的薄弱環(huán)節(jié) 并對其進行優(yōu)化設計，可極大地增加設計人員的自信心，提高產品開發(fā)的成功率。 四、便于技術交流 三維軟件在汽車和工程機械行業(yè)已廣泛應用于設計、分析、裝配和運動仿真等方面，為便于技術交流，提高產品的核心競爭力，需要采用與之匹配的設計手段。采用UG 軟件對輪胎進行三維設計可以很方便地與用戶企業(yè)溝通，及時根據要求提供他們需要的輪胎產品。 五、提升企業(yè)技術水平 使用 UG 三維軟件后，企業(yè)的技術水平得到了很大的提高，在與國內外相關企業(yè)的合作和競爭中，企業(yè)的設計能力可得到更好的認可和評價 。 5 第三章 輪胎的構造 和分類 第一節(jié) 輪胎 的構造 一、 有內胎的輪胎 有內胎的輪胎是由 外胎、內胎和墊帶組成。外胎是一個彈性膠布囊，他能使內胎免受機械磨壞，使充氣內胎保持規(guī)定的尺寸， 承受汽車的牽引力和制動力，并保證輪胎與地面的抓著力。內胎是一個環(huán)形橡膠筒，置于外胎內，其中充入壓縮空氣。 在內胎和輪輞之間有一條墊帶（在深式輪輞上使用的輪胎則不用墊帶），墊帶是具有一定斷面形狀的環(huán)形膠帶，保護內胎不受磨損。 二、 無內胎的輪胎 不使用內胎，空氣直接充入外胎內腔。輪胎的密封性是由外胎緊密著合在專門結構的輪輞上而達到的。為了防止空氣透過胎壁擴散，輪胎的內表面補 貼有專門的密封層 ，這樣在穿刺時空氣只能從穿孔跑出。 三、外胎的構造 外胎是由胎體、緩沖層、胎面、胎側和胎圈組成。外胎斷面可分成幾個單獨的區(qū)域：胎冠區(qū)、胎肩區(qū)（胎面斜坡）、屈撓區(qū)（胎側區(qū)）、加強區(qū)和胎圈區(qū)。 第二節(jié) 輪胎的分類 一、 按汽車種類分類 輪胎按車種分類，大概可分為 8 種。即： 轎車輪胎；輕型載貨汽車輪胎；載貨汽車及大客車胎；農用車輪胎；工程車輪胎；工業(yè)用車輪胎；飛機輪胎；摩托車輪胎。 二 、 按用途分 類 輪胎按用途分類，包括 乘用車胎 、 載重汽車輪胎 、 輕卡汽車輪胎 、 農業(yè)用車輪胎 、 摩托車輪胎等 種類。 載重 汽 車 輪胎除了在胎壁上標有規(guī)格尺寸以外，還必須標明層級數。載重輪胎的層級數并不是指它的實際層數，而是指用高強度材料簾線制作胎體的輪胎，其負荷性 6 能相當于用棉簾線制作胎體的輪胎簾布層數。這是因為棉簾線是最早用于制作胎體簾線的，因此，國際慣例即以棉簾線層為表示輪胎層數的基準。不同層級，輪胎的負荷能力不同。即使相同規(guī)格的輪胎，因為它的層級數不同，它的負荷能力也不相同，所以，不同層級的輪胎，不能在同一軸上使用，否則，在高速行駛并負載的情況下就會發(fā)生危險。比如：解放車用的 900—20 輪胎 (16 層級 )就不能和 900—20 輪胎 (14 層級 )同用在一軸上，因為它們的層級不同，負荷不同，混用以后就容易發(fā)生危險。 輕型貨車或面包車用的輕型子午線載重輪胎都要在輪胎型號的后面加一個字母“C”，以便和轎車用的子午線輪胎加以區(qū)分。如：金杯面包車用的輪胎 185SR14C，其中的 “C”即指此輪胎為輕型載重輪胎。而美國標準則規(guī)定：客車用的輪胎，要在輪胎規(guī)格前面用字母 “P”加以表示。如：切諾基用的 P215／ 75R15 輪胎，其中的 “P”即指此輪胎為客車用輪胎 。 三、 按輪胎大小分類 輪胎按大小分類，一般是指外胎的斷面寬度在 17in(英寸， 1in＝ 25． 4mm)以上的輪胎，這種輪胎屬于巨型輪胎；外胎斷面寬度在 17in 以下、 10in 以上的輪胎屬于大型輪胎；外胎斷面寬度在 10in 以下的輪胎屬于中小型輪胎。 四、 按胎體結構分 類 按輪胎結構分類，以目前廣泛使用情況來分，包括 子午線輪胎 、斜交輪胎兩大類。 子午線輪胎多用于轎車。如上海大眾廠生產的桑塔納轎車使用的 185／ 70R13 輪胎，北京切諾基使用的 P215／ 75R15 輪胎，一汽捷達轎車使用的 175／ 70R13 輪胎等，即是子午線輪胎。子午線輪胎在西歐等發(fā)達國家已被廣泛使用。 斜交輪胎在我國目前廣泛被貨車和面包車使用。如北 京 1041 汽車使用的6501610 輪胎，北旅面包車用的 750—14—8 輪胎，都 是斜交輪胎。 五 、按胎面花紋分 輪胎按花紋分類有很多種，但大體上可以分為五種： 直溝花紋 （ 也叫普通花紋 ） 這種花紋操縱安定性優(yōu)良，轉動抵抗小，噪聲低，特別是排水性能優(yōu)秀，不容易橫向滑移。之所以叫它為普通花紋是相對越野花紋和泥雪花紋而言的。 橫溝花紋 7 橫溝花紋的驅動力、制動力和牽引力特別優(yōu)秀，而且其耐磨性能極佳，因此，十分適合如推土機、挖掘機等工程車輛使用，但橫溝花紋的操縱性和排水性能較差。 縱橫溝花紋 縱橫溝花紋也 叫綜合花紋，它兼?zhèn)淞丝v溝和橫溝花紋的優(yōu)點，因此，它也比較適合于吉普等越野車輛，如日本三凌吉普原廠配套使用的 750— 16 輪胎，即是這種縱橫溝花紋。 泥雪地花紋 泥雪地花紋，顧名思義，是指專為適于泥地和雪地使用而設計的花紋。它用字母“ M＋ S”表示，“ M”指泥地，而“ S”指雪地。此類輪胎一般都直接將“ M”＋“ S”銹刻在輪胎的側壁上，使人一目了然。 縱溝胎紋、橫溝胎紋、縱橫胎紋和塊狀胎紋四種基本胎紋及其特點 : (1) 縱溝胎紋 =操縱安定性優(yōu)良／轉動抵抗小抵噪音／排水性佳／不易橫向滑動。 (2) 橫溝胎紋 =驅動力 、制動力、牽引力優(yōu)／耐磨性佳。 (3) 縱橫胎紋 =兼具縱溝及橫溝胎紋的優(yōu)點。 (4) 塊狀胎紋 =驅動力及制動力都很 好。 越野花紋 越野花紋是專門為適應干、濕、崎嶇山路和泥濘、沙路而設計的花紋。這種花紋輪胎就象五項全能運動員一樣，一身兼具數種特長，能適用各種惡劣環(huán)境和氣候，因此，它是年輕人或吉普等越野車使用的最佳輪胎 。 圖 輪胎 花紋 8 第四章 輪胎磨具的加工 第一節(jié) 輪胎的基礎建模 一 、 草圖設計 草圖是三維設計的基礎，采用草圖設計輪廓，只需粗略畫出輪廓大致形狀，通過尺寸約束 (定義截面形狀和尺寸 )和幾何約束 (定義實體之間的關系 )控制得到精確的二維圖形。草圖具有后參數化的功能，設計和修改非常方便。 UG NX4 含有一個 Translator轉換模塊，可以直接導入大多數二維軟件圖形，平常用 AutoCAD 繪制的輪胎設計圖可直接導入 UG NX4 中，選擇導 入的斷面輪廓曲線加入草圖中變成輪胎斷面